时效处理对(FeNiCoCr)_(90)Al_5Ti_5高熵合金L1_2型析出相及力学性能的影响

析出相形态和相稳定性对于调控合金力学性能至关重要。采用低速球磨+热压烧结法制备(FeNiCoCr)_(90)Al_(5)Ti_(5)高熵合金,研究高温(1150℃)和中温(850℃)时效处理对合金析出相类型、形貌、分布及力学性能的影响。结果表明:所制备合金压缩应变量达47%,屈服强度和极限抗压强度分别为948 MPa和1684 MPa,高强度源于晶内L1_(2)结构纳米析出相的强化作用。850℃时效10 h后L1_(2)析出相长大为尺寸超过10μm的等轴晶粒,且部分转变为薄片状HCP结构η相,导致合金屈服强度和极限抗压强度降低。1150℃时效2 h后晶内纳米L1_(2)析出相完全回溶,导致合金屈服强度和极限抗压强度急剧降低。

不同热处理气氛下制备CDC涂层

碳化物衍生碳(CDC)以其独特的特性被广泛应用在气体存储和摩擦学等领域.氯气刻蚀法制备CDC涂层具有操作简单、成本低、易控制等优点.实验系统研究了热处理气氛中氯气含量对CDC涂层性能的影响,通过激光共聚焦显微镜、高温摩擦磨损试验机、显微硬度仪、划痕仪等检测手段,分析了CDC涂层性能与热处理气氛之间的关系.结果表明,在氯气体积分数为5%~9%条件下1 175℃保温2 h所制备的CDC涂层表面光滑平整、硬度较高、且与基体的结合强度较好.此时CDC涂层的干摩擦因数最小为0.108,耐磨性最强,具有良好的摩擦学性能. CDC涂层显微硬度约为153 HV,明显低于SiC陶瓷的硬度.

OvPOSS对HCCP_(10%)/PMMA复合体系性能的影响

以八乙烯基POSS(OvPOSS)、六氯环三磷腈(HCCP)、磷酸三乙酯(TEP)为原料,采用原位本体聚合法制备OvPOSSx/HCCP_(10%)/TEP10%/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。利用TG、DSC、TG-FTIR、LOI和垂直燃烧等分析OvPOSS对HCCP_(10%)/PMMA复合体系的热稳定性和阻燃性影响。研究发现,OvPOSS中的硅氧八面体结构和Si元素,能与HCCP中氮磷六元环结构和N、P、Cl元素共同阻碍PMMA分子链运动及其热分解。当OvPOSS含量为1.5%时,PMMA复合材料的T_(5%)=244.1℃、T_(50%)=387.6℃、T_(g)=153℃、残炭率达17.48%。HCCP_(10%)/PMMA复合体系中添加10%的TEP后,能有效地缓解其难脱模的问题。但是,其透明度下降显著,久存吸潮。结果表明,OvPOSS能抑制HCCP中强极性氯取代基的吸潮特性和取代反应活性,明显改善了HCCP_(10%)/PMMA复合体系的热稳定性和阻燃性。

PMMA在MMA/无水乙醇混合溶剂中的溶解

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)/无水乙醇混合溶剂溶解聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),研究其溶解动力学。根据溶度参数相近原则确定MMA与无水乙醇的体积比,采用阿贝折射仪测量PMMA的MMA/无水乙醇溶液的折射率,拟合出PMMA的MMA/无水乙醇溶液浓度与折射率的关系。采用针入度测试仪测定PMMA的溶胀厚度,确定出平均扩散系数方程和溶解速率与温度的关系式以及Uueberriter关系式,理论预测PMMA在MMA/无水乙醇混合溶剂中的溶解工艺,为溶剂溶解回收废PMMA提供了一条经济、环保,高附加值的路径。

粉煤灰表面包覆二氧化硅及特性研究

以燃煤粉煤灰为改性研究对象,硅溶胶为改性剂,通过酸洗、混合、凝胶、真空干燥、培烧、研磨过筛等步骤得到表面包覆二氧化硅的粉煤灰,研究了改性配方、胶凝工艺、焙烧工艺对粉煤灰吸水率、白度、反射率等特性的影响。研究发现,硅溶胶中二氧化硅质量分数为25%～32%、粉煤灰与硅溶胶质量比为1∶(2～3)、胶凝温度为40℃、胶凝pH为10.0、焙烧温度为1 000℃、焙烧时间为2 h时,粉煤灰吸水率、白度、反射率等综合性能好,且可重现。重现实验得到:粉煤灰吸水率的期望为18.535%,方差为0.004 845%;白度的期望为21.8%,方差为1.558%;波长为200～800 nm处的平均反射率期望为37.72%,方差为1.652 544%;波长为800～2 400 nm处的平均反射率期望为68.26%,方差为0.626 806%。实验结果较粉煤灰吸水率降低了76.8%,白度提高了2.1倍, 200～800 nm处和800～2 400 nm处的平均反射率分别提高了72.7%和1.5倍。

玻化微珠/废PMMA复合材料的制备与性能研究

以废聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基料、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为活性溶剂、玻化微珠为填料、过氧化苯甲酰(BPO)与N,N-二羟乙基对甲苯胺(DHET)组成的氧化-还原体系为引发剂,采用本体浇铸聚合法,在低温条件下制备玻化微珠/废PMMA复合材料。考察了废PMMA含量、玻化微珠用量及引发剂用量对复合材料硬度、强度等力学性能以及密度、光泽度等物理性能的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的断面形貌。研究发现,随着废PMMA含量、玻化微珠用量和引发剂用量的变化,复合材料的力学性能和物理性能受到不同程度的影响。研究结果表明:在废PMMA质量分数为25%~30%,玻化微珠用量为20%~25%(质量分数),引发剂用量为0.26%(质量分数)时,复合材料的综合性能优良。采用硅烷偶联剂KH-560处理玻化微珠,可有效地提高复合材料的力学性能和光泽度,为建筑装饰领域提供一种新的装饰材料。

(Mo,W)_(2)NiB_(2)基金属陶瓷的制备与耐腐蚀性能

采用放电等离子热压烧结工艺制备了不同W掺杂量的(Mo,W)_(2)NiB_(2)基金属陶瓷,对金属陶瓷的物相组成、微观组织结构和耐腐蚀性进行了表征与分析。结果表明:制备的(Mo,W)_(2)NiB_(2)基金属陶瓷主要由(Mo,W)_(2)NiB_(2)陶瓷相和Ni基黏结相组成。当W掺杂量(摩尔分数)为0.15%时,(Mo,W)_(2)NiB_(2)基金属陶瓷表现出最佳的耐腐蚀性能,具有最大的自腐蚀电位和最小的自腐蚀电流密度,分别为−0.889 V(vs SCE)和53.31μA/cm^(2),腐蚀表面所形成的具有保护作用的钝化膜电阻最大,为34.99 kΩ/cm^(2)。

不同缓冲层水热生长ZnO及其光催化性能

采用低温水热法在氧化铟锡(ITO)和石墨烯(GR)分别覆盖的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上制备了ZnO纳米棒阵列。通过X射线光电子能谱表征了生长ZnO的籽晶层的元素种类及其化合价态,揭示溅射籽晶层的机理;通过X射线衍射和场发射扫描电子显微镜分别表征了两种样品的物相结构和微观形貌;通过光致发光光谱和电化学阻抗分别表征了其光、电性能;通过对亚甲基蓝的降解来表征其光催化性能。结果表明,在PET-ITO上生长的ZnO晶体具有更好的结晶度,但在PET-GR上制备的ZnO薄膜更加均匀致密,界面电阻较小,光生电子-空穴对的复合率较低。并且GR与ZnO纳米棒呈p-n异质结特性,有助于光生电子-空穴对的分离,从而表现出更优的光电性能。同时GR的芳环结构和π电子结构能有效吸附有机污染物分子,有助于提高其光催化性能。这使得PET-GR生长ZnO在60 min光催化降解亚甲基蓝溶液的降解率明显提高,达到90.5%。

添加CeO2对W-6Ni-4Co合金组织与性能的影响研究

采用冷压烧结法,以W、Ni、Co为原料,添加微量CeO2,制备W-6Ni-4Co合金。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度仪等分析测试合金相组成、组织结构和力学性能,研究CeO2添加量对合金组织、性能的影响,并探讨CeO2对合金烧结致密化、相组成及分布、相长大和力学性能的作用机制。结果表明,W-6Ni-4Co合金主要由W、Co7W6、CeO2、Ni和Co相组成,增加CeO2添加量,抑制局部烧结合金化及W相长大,使Co7W6相减少、W相细化以及孔隙增加;添加0.1%CeO2合金组织细小、黏结相分布均匀,减弱了孔隙的性能弱化效应,使其力学性能最优。

混合焙烧法制备多孔氧化硅

为了缓解石棉工业废渣的排放压力,实现石棉尾矿的资源化利用,以陕南石棉尾矿为原料,采用混合焙烧法制备了多孔氧化硅材料,并采用XRD、SEM、BET等对其结构、形貌、比表面积及性能进行了表征。结果表明:500℃下混合焙烧2 h制备的多孔氧化硅结晶状况较好,多孔性良好,比表面积为40.23 m^2/g,适合用于工业有机废水的处理。在中性环境下,废水中罗丹明B浓度为25 mg/L、吸附时间30 min时多孔氧化硅对罗丹明B的吸附率最大。

非等原子(FeCoNiCr)_(100−x)Mn_(x)高熵合金的微观组织和力学性能

设计开发了一种非等原子(FeCoNiCr)_(100−x)Mnx(x=0,12,20)高熵合金的制备工艺。结果表明:采用真空热压烧结技术制备的含Mn型(FeCoNiCr)_(100−x)Mnx合金由面心立方(FCC)和体心立方(BCC)相组成,其中有大量的纳米级金属间化合物析出。经650℃退火1h后,(FeCoNiCr)_(88)Mn_(12)合金的综合力学性能最佳,压缩屈服强度为873.65 MPa,极限抗压强度为1813.98 MPa,断裂应变为41.03%,弯曲强度为1573.69 MPa,断裂韧性为49.45 MPa·m^(1/2)。优异的力学性能归因于BCC相的强化作用以及低堆垛层错能区域所形成的大量退火孪晶。孪晶诱导塑性(TWIP)辅助的非等原子双相高熵合金设计理念,为高熵合金成分设计提供了一种新的思路。

纳米MoS2的制备及其催化降解有机废水的研究

二硫化钼(MoS2)作为一种典型的n型半导体材料,与石墨烯有着相似的层状结构。纳米级的MoS2拥有更大的比表面积、更强的吸附能力和更高的反应活性,成为了催化领域研究的热点。实验采用简单的水热溶剂法,以钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)为钼源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,在220℃反应24 h合成了花状微球结构纳米MoS2。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段对MoS2粉末的结构和形貌进行了表征。以罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)二元混合物为探针分子对MoS2进行了光催化性能测试。结果表明:纳米MoS2具有很好的可见光催化能力,在较低初始浓度(10 mg/L)和弱酸环境(pH=5~7)下表现出较高的催化性能。在RhB-MO混合液中,RhB和MO的最高降解率分别达到71.30%和84.68%;在MB-MO混合液中,MB和MO的最高降解率分别为84.13%和76.80%。

石墨烯负银粉体材料的合成及光催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)、硝酸银(AgNO_(3))为前驱体,水合肼(N_(2)H_(4)·H_(2)O)为还原剂,通过化学还原的方法成功合成了石墨烯负载银复合粉体材料(Ag/rGO),并对复合粉体进行了光催化研究。借助X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段,对Ag/rGO粉体材料结构和性能进行表征分析。结果表明,GO和Ag^(+)在反应过程中可同时被N_(2)H_(4)·H_(2)O还原,获得的纳米银粒子(AgNPs)均匀分布于还原氧化石墨烯片层之间,粒径大小在30~50 nm之间;通过光催化测试,发现Ag/rGO可以高效地催化亚甲基蓝溶液(MB)进行光降解,催化降解30 min时的降解率比未使用催化剂的降解率高出一倍,催化降解90 min对MB的降解率可达到99.5%。

VO_(2)(M)粉体合成与表征

M相二氧化钒(VO_(2)(M))是一种具有太阳光选择性透过/反射的隔热材料,以填充方式与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)结合可开发出智能隔热有机玻璃,因此,高质量VO_(2)(M)粉体的合成尤为重要。本工作以五氧化二钒(V_(2)O_(5))为钒源,采用水热氧化还原法制备VO_(2)(M)粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、场发射电子扫描电镜(FESEM)、紫外-可见-近红外分光光度计分析退火前后二氧化钒(VO_(2))的晶型结构、结晶形态、太阳光(200~2500 nm)透光率/反射率及其变化情况,通过差示扫描量热仪(DSC)分析退火后VO_(2)相变温度及其变化情况。研究表明,在185℃水热反应48 h、800℃氩气保护退火6 h合成出晶型完整、大小均匀的规则球状VO_(2)(M)粉体,其相变温度最低(66.02℃)。

不同结构磷酸酯对PMMA性能的影响

在磷酸酯分子结构中,酯基的结构、数量和取代基类型对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)性能影响不同,本研究以磷酸三乙酯(TEP)、磷酸二苯酯(RDP)和卤代磷酸酯(TCEP)为原料,通过本体聚合法制备了不同结构磷酸酯/PMMA透明复合材料。详细研究了不同结构磷酸酯对PMMA可见光透过性能、热学性能、阻燃性能和吸水性能影响。研究发现,磷酸酯/PMMA复合材料可见光(380~780 nm)透光率都在85%以上;TEP或TCEP质量分数达到20%时,PMMA达到UL94 V-0级阻燃性能,而RDP质量分数达到25%,并未通过V-0级阻燃评判;TCEP/PMMA复合材料的热稳定性最优,RDP可以显著降低PMMA的吸水性,RDP/PMMA和TCEP/PMMA复合材料的耐热性较TEP/PMMA复合材料优异。

多级结构FeS@Ni_(3)S_(2)/NF催化电极的一步水热法制备及析氧行为

通过简单一步水热法在泡沫镍表面原位生长多孔纳米片自组装成纳米花结构的FeS@Ni_(3)S_(2)/NF催化电极。借助X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等进行物相及结构表征,并测试催化电极在1 mol/L KOH溶液中的电催化析氧(OER)性能。电化学测试结果表明:FeS@Ni_(3)S_(2)/NF-1.2电极在100 mA·cm^(−2)电流密度下仅需278 mV的过电位,且具有较低的Tafel斜率(22.71 mV/dec),与纯NF(493 mV,214.65 mV/dec)、纯Ni_(3)S_(2)(327 mV,91.87 mV/dec)以及IrO_(2)/NF(385 mV,172.93 mV/dec)相比,其优势明显。证明具有独特多孔结构的FeS@Ni_(3)S_(2)/NF纳米片自组装成的纳米花可以作为一种贵金属基电催化剂的理想替代品。

高熵合金典型微观结构和性能研究进展

综述了高熵合金典型微观结构和性能的研究进展。高熵合金是多种元素以等摩尔比或近等摩尔比经过干法或湿法工艺制备而成,凝固后形成相对简单的相,具有4个核心效应,即高熵效应、缓慢扩散效应、严重的晶格畸变以及鸡尾酒效应,表现出高强、高硬、耐蚀、耐磨、耐热性等优异性能,在许多领域都具有潜在的应用价值。总结了高熵合金的制备方法,介绍了高熵合金的典型特征以及组织和性能的基础研究,最后对高熵合金的未来进行了展望。

SLM-3D打印316L不锈钢摩擦磨损性能研究

采用激光选区熔化(SLM)技术制备316L不锈钢件。用摩擦磨损试验机、电子比重天平、偏光显微镜、扫描电镜和激光扫描共聚焦显微镜测试平行和垂直扫描方向试样显微硬度、摩擦磨损性能、磨损率、显微组织和三维形貌。结果表明:平行扫描方向摩擦磨损性能优于垂直扫描打印面,平行扫描的磨损率、摩擦因数均小于垂直扫描。平行扫描平均硬度为285.9HV0.2,垂直扫描平均硬度为260.7HV0.2,平行扫描硬度略高于垂直扫描。

互穿网络结构PMMA共混体系研究进展

目的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种具有良好透光性、耐候性、电绝缘性和加工性能的高分子材料,但也存在脆性大、耐热性差、易黄变和表面易划伤等缺陷,因此通过形成具有互穿网络结构的PMMA来改善其缺陷,从而拓宽PMMA的应用领域。方法通过文献进行分析,详细阐述顺序型、同步型、Semi型、胶乳型、热塑型和纳米复合型的合成方式,并对具有互穿网络结构PMMA共混体系在导电、功能膜、阻尼、生物医学、涂料等领域的应用进行整理和综述。结论分析了目前互穿网络结构PMMA共混体系相关研究的不足,并提出PMMA在包装领域代替传统透明材料以及在高层建筑中代替钢化玻璃的应用展望。

通孔式钛合金层强韧化Ti2AlC/TiAl基叠层复合板材

以通孔式结构TC4钛合金箔为增韧层,以TiC-Ti-Al混合粉末为反应体系,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备TC4/Ti2AlC-TiAl基叠层结构复合板材。借助XRD、SEM等分析相组成和组织结构,并测量室温弯曲强度和断裂韧性。结果表明,叠层结构复合板材的力学性能呈各向异性;当Ti2AlC含量(质量分数)为15%时,断裂韧性在加载方向垂直于叠层方向时达到最大值18.81 MPa·m1/2,远高于无Ti2AlC的复合板材的断裂韧性。通孔叠层结构设计以及复合化手段构建了复杂的裂纹扩展路径,且钛合金韧化层可以吸收断裂能,对改善韧性具有重要作用,为金属复合板材研究提供了一种全新的设计思路。